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Title:
OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/195267
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an optoelectronic semiconductor component comprising a luminescent diode chip (1) that has a radiation passage surface (11) through which primary electromagnetic radiation exits the luminescent diode chip (1) during operation and comprising a filter element (2) which covers the radiation passage surface (11) of the luminescent diode chip (1) at least in some points. The filter element (2) prevents some of the primary electromagnetic radiation below 430 nm from passing through the surface, and the filter element (2) consists of a II-VI compound semiconductor material.

Inventors:
TÅNGRING IVAR (DE)
PLÖSSL ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/061382
Publication Date:
December 11, 2014
Filing Date:
June 02, 2014
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H01L33/44; H01L33/50
Foreign References:
US20090236619A12009-09-24
DE10112542A12002-10-02
DE102009025266A12010-12-30
US20110156002A12011-06-30
Other References:
U LUNZ ET AL: "The energy gap of Zn1-xMgxSySe1-y epitaxial layers as a function of composition and temperature", SEMICOND. SCI. TECHNOL, 1 January 1997 (1997-01-01), pages 970 - 973, XP055138556, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140905]
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Optoelektronisches Halbleiterbauteil mit

- einem Lumineszenzdiodenchip (1), der eine

Strahlungsdurchtrittsfläche (11) aufweist, durch die im Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung den

Lumineszenzdiodenchip (1) verlässt,

- ein Filterelement (2), das die Strahlungsdurchtrittsfläche (11) des Lumineszenzdiodenchips (1) zumindest stellenweise bedeckt, wobei

- das Filterelement (2) einen Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich am Durchtritt hindert, und

- das Filterelement (2) aus einem II-VI

Verbindungshalbleitermaterial besteht .

2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach dem vorherigen Anspruch,

bei dem

- die vom Lumineszenzdiodenchip (1) im Betrieb emittierte elektromagnetische Primärstrahlung eine Peakwellenlänge aufweist ,

- die Peakwellenlänge der vom Lumineszenzdiodenchip (1) im Betrieb emittierten elektromagnetischen Primärstrahlung im Wellenlängenbereich von blauem Licht liegt, und

- das I I-VI-Verbindungshalbleitermaterial des Filterelements (2) nominell undotiert ist.

3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) aus einem der folgenden II-VI Verbindungshalbleitermaterialien besteht oder aus einer Kombination von zumindest zwei der folgenden II-VI Verbindungshalbleitermaterialien besteht: ZnMgSe, ZnSeS, MgZnTe .

4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das II-VI Verbindungshalbleitermaterial des

Filterelements (2) nominell undotiert ist.

5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) einen im Wesentlichen homogenen Brechungsindex aufweist.

6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) als Schicht gleichmäßiger Dicke ausgebildet ist, wobei die Dicke wenigstens 0,5 pm und höchstens 3,5 pm beträgt. 7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) die Strahlungsdurchtrittsfläche (11) vollständig bedeckt. 8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) die freie Außenfläche (12) des Lumineszenzdiodenchips (1) vollständig bedeckt. 9. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) elektrisch isolierend ist.

10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche mit

einem Konversionselement (3), das an der dem

Lumineszenzdiodenchip (1) abgewandten Seite des

Filterelements angeordnet ist, wobei das Konversionselement (3) zumindest einen Teil der elektromagnetischen

Primärstrahlung in elektromagnetische Sekundärstrahlung einer anderen Wellenlänge umgewandelt. 11. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) in direktem Kontakt mit dem Lumineszenzdiodenchip (1) und/oder dem Konversionselement (3) steht .

12. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Konversionselement (3) als Schicht gleichmäßiger Dicke ausgebildet ist.

13. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche mit

einem Anschlussträger (5), auf dem der Lumineszenzdiodenchip

(1) an einer Montagefläche (5a) angeordnet ist, wobei

Bereiche der Montagefläche (5a), die vom

Lumineszenzdiodenchip (1) unbedeckt sind, vom Filterelement

(2) bedeckt sind.

14. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Konversionselement (3) die freie Außenfläche (21) des Filterelements (2) vollständig bedeckt.

15. Optoelektronisches Halbleiterbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Filterelement (2) durch Sputtern abgeschieden ist .

Description:
Beschreibung

Optoelektronisches Halbleiterbauteil Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.

Die Druckschrift DE 10112542 beschreibt ein

optoelektronisches Halbleiterbauteil . Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil einen Lumineszenzdiodenchip. Bei dem

Lumineszenzdiodenchip kann es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip oder um einen Laserdiodenchip handeln. Der Lumineszenzdiodenchip weist eine Strahlungsdurchtrittsfläche auf. Im Betrieb des Lumineszenzdiodenchips verlässt zumindest ein Teil der im Lumineszenzdiodenchip erzeugten

elektromagnetischen Primärstrahlung den Lumineszenzdiodenchip durch die Strahlungsdurchtrittsfläche . Der

Lumineszenzdiodenchip erzeugt dabei im Betrieb beispielsweise elektromagnetische Primärstrahlung in einem

Wellenlängenbereich von UV-Strahlung und blauem Licht.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Lumineszenzdiodenchip um einen auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierenden Lumineszenzdiodenchip. Auf Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial basierend bedeutet im

vorliegenden Zusammenhang, dass ein Halbleiterkörper des Lumineszenzdiodenchips oder zumindest ein Teil davon, ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGa m Ini-n- m N aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Der Bereich der maximalen Intensität, also zum Beispiel die Peakwellenlänge, der vom Lumineszenzdiodenchip im Betrieb abgestrahlten elektromagnetischen Primärstrahlung liegt vorzugsweise im Bereich von blauem Licht. Bei der

Peakwellenlänge weist die Intensität als Funktion der

Wellenlänge zum Beispiel ein globales Maximum auf. Die

Peakwellenlänge der Primärstrahlung liegt vorzugsweise bei einer Wellenlänge von wenigstens 420 nm. Die

elektromagnetische Primärstrahlung kann insbesondere

hochenergetische elektromagnetische Strahlung im Bereich von UV-Strahlung umfassen, die eine geringere Intensität als das vom Lumineszenzdiodenchip emittierte blaue Licht aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil ein Filterelement, das die

Strahlungsdurchtrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips zumindest stellenweise bedeckt. Das Filterelement kann direkt auf der Strahlungsdurchtrittsfläche des

Lumineszenzdiodenchips, also beispielsweise direkt auf einem Halbleiterkörper des Lumineszenzdiodenchips, angeordnet sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich zwischen dem Filterelement und dem Lumineszenzdiodenchip weitere Schichten oder Elemente befinden, die weder dem Filterelement noch dem Lumineszenzdiodenchip zuzurechnen sind. Ferner ist es

möglich, dass das Filterelement die gesamte

Strahlungsdurchtrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips bedeckt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements hindert das Filterelement einen Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung am Durchtritt. Das heißt, ein Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung wird vom Filterelement beispielsweise absorbiert oder reflektiert und kann daher das Filterelement an seiner der

Strahlungsdurchtrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips abgewandten Außenfläche nicht verlassen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils besteht das Filterelement aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial . Ein I I-VI-Verbindungs- Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der zweiten Haupt- und/oder Nebengruppe, wie beispielsweise Zn, Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie beispielsweise 0, S, Se auf. Insbesondere umfasst ein II- VI-Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile

aufweisen. Beispielsweise gehören zu den I I-VI-Verbindungs- Halbleitermaterialien : ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO. Dabei ist es möglich, dass das Filterelement unterschiedliche I I-VI-Verbindungshalbleitermaterialien umfasst. Ferner ist es möglich, dass das Filterelement homogen aus einem einzigen I I-VI-Verbindungshalbleitermaterial gebildet ist. Das

Filterelement „besteht" aus einem II-VI-

Verbindungshalbleitermaterial , heißt insbesondere, dass das Filterelement keine Bereiche, insbesondere keine Schichten, eines weiteren, anderen Materials umfasst. Darüber hinaus umfasst das Filterelement kein Matrixmaterial, beispielsweise aus einem Kunststoff, in das Partikel eines II-VI- Verbindungshalbleitermaterials eingebracht sind.

Das Filterelement ist insbesondere dazu eingerichtet, elektromagnetische Primärstrahlung aus dem UV-Bereich, also zum Beispiel mit einer Wellenlänge von unterhalb 430 nm, insbesondere von unterhalb 425 nm, am Durchtritt zu hindern. Das heißt, das Filterelement ist dazu eingerichtet, einen Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung aus diesem

Wellenlängenbereich, beispielsweise wenigstens 30 % der

Primärstrahlung aus diesem Wellenlängenbereich, am Durchtritt zu hindern. Beispielsweise wird dieser Anteil im

Filterelement absorbiert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil einen Lumineszenzdiodenchip, der eine

Strahlungsdurchtrittsfläche aufweist, durch die im Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung den Lumineszenzdiodenchip verlässt. Weiter umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil ein Filterelement, das die

Strahlungsdurchtrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips zumindest stellenweise bedeckt. Dabei hindert das

Filterelement einen Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung am Durchtritt und das Filterelement besteht aus einem I I-VI-Verbindungshalbleitermaterial und hindert elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich, zum

Beispiel mit einer Wellenlänge von unterhalb 430 nm, am

Durchtritt.

Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteil liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass der UV- Anteil von in einem Lumineszenzdiodenchip erzeugter

elektromagnetischer Primärstrahlung nachgeordnete, UV- sensible Materialien schädigen kann. Bei diesen UV-sensiblen Materialien kann es sich beispielsweise um

KunstStoffmaterialien, wie Epoxidharze, hochbrechende

Silikone oder Polycarbonate handeln. Ferner kann es sich bei den UV-empfindlichen Materialien um

Lumineszenzkonversionsmaterialien, beispielsweise um

organische Lumineszenzkonversionsmaterialien, handeln. Bei einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteil wird zumindest ein Teil der schädlichen UV-Strahlung durch das Filterelement am Durchtritt durch das Filterelement und damit am Erreichen der UV-empfindlichen Materialien

gehindert. Das Filterelement besteht dabei aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial und kann besonders

kostengünstig mit in der Halbleitertechnik üblichen Verfahren hergestellt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils besteht das Filterelement aus einem der folgenden I I-VI-Verbindungshalbleitermaterialien oder es besteht aus einer Kombination von zumindest zwei der

folgenden I I-VI-Verbindungshalbleitermaterialien : ZnMgSe, ZnSeS, MgZnTe. Diese dreikomponentigen II-VI-

Verbindungshalbleitermaterialien zeichnen sich beispielsweise durch eine besonders steile Absorptionskante im

Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 430 bei

Raumtemperatur, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 405 und 425 nm bei Raumtemperatur aus. Für Wellenlängen unterhalb der Absorptionskante ist die Absorption durch diese Materialien besonders stark, für Wellenlängen oberhalb der Absorptionskante ist die Absorption vernachlässigbar gering.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils besteht das Filterelement aus Zn x Mg( ] __ x )Se. Dabei kann x beispielsweise im Rahmen der

Herstellungstoleranz gleich 0,8 gewählt werden. Dies

resultiert in einem Filterelement mit einer Bandlücke von circa 3 eV, was einer Absorptionskante von circa 413 nm entspricht. Handelt es sich bei dem Lumineszenzdiodenchip um einen blaues Licht emittierenden Lumineszenzdiodenchip mit der dominanten Wellenlänge L^ om = 445 nm, so beträgt der Verlust der Intensität durch ein derartiges Filterelement, das als 1 pm dicke Schicht ausgebildet ist, zirka 0,5 %, wobei der Anteil von elektromagnetischer Primärstrahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 400 nm stark reduziert ist, zirka um den Faktor 10.

Ein Filterelement aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere ein Filterelement aus einem der genannten II-VI-

Verbindungshalbleitermaterialien, zeichnet sich weiter dadurch aus, dass seine Filtereigenschaften ein ähnliches Temperaturverhalten wie ein Lumineszenzdiodenchip aufweist, der auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basiert. Zum Beispiel verschieben sich die Emissionswellenlängen der elektromagnetischen Primärstrahlung bei einer Temperatur von 100 °C für einen blaues Licht emittierenden Nitrid-basierten Lumineszenzdiodenchip um zirka 5 nm zu größeren Wellenlängen, gegenüber der Emission bei einer Temperatur von 25 °C. Ein Filterelement aus einem I I-VI-Verbindungshalbleitermaterial weist eine Absorptionskante auf, die sich mit der Temperatur ähnlich verhält und ebenfalls bei höheren Temperaturen hin zu längeren Wellenlängen verschoben ist. Damit werden bei einer Betriebstemperatur von 100 °C unerwünschte Strahlungsanteile sogar schon bei größeren Wellenlängen abgeschnitten als dies bei 25 °C der Fall ist.

Ein hier beschriebenes Filterelement aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial , insbesondere aus einem der genannten Verbindungen, schützt daher bei hohen Temperaturen besonders gut gegen UV-Strahlung. Da bei hohen Temperaturen auch die Schädigung der genannten KunstStoffmaterialien aufgrund der erhöhten Temperatur vergrößert ist, wirkt sich die Temperaturabhängigkeit der Absorptionskante besonders vorteilhaft aus, da für diese hohen Betriebstemperaturen der Anteil an schädigender Strahlung besonderst stark reduziert ist. Insgesamt führt dies zu einer erhöhten Lebensdauer des optoelektronischen Halbleiterbauteils .

Dies ermöglicht weitere Freiheitsgrade in der Auswahl von Materialien für die dem Lumineszenzdiodenchip nachfolgenden Komponenten wie Umhüllungsmassen, Konversionselemente oder optische Bauteile wie Linsen, da mit den beschriebenen

Filterelementen für hohe, potentiell schädigende Temperaturen der Anteil an UV-Strahlung reduziert ist, was in Kombination die Verwendung von Materialien erlaubt, die sonst aufgrund ihrer schnellen Alterung aufgrund ihrer Empfindlichkeit hinsichtlich Temperatur und UV-Strahlung nicht geeignet wären . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das II-VI- Verbindungshalbleitermaterial des Filterelements nominell undotiert. Das heißt, das Filterelement weist keine oder nur eine sehr geringe Dotierung auf. Es hat sich gezeigt, dass jede ionisierte Verunreinigung des Materials des

Filterelements zu einer Verbreiterung des

Absorptionsspektrums und damit zu einer weniger steilen

Absorptionskante führt. Ein nominell undotiertes II-VI- Verbindungshalbleitermaterial zur Verwendung im Filterelement zeichnet sich daher durch eine besonders steile

Absorptionskante aus.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist das Filterelement einen im

Wesentlichen homogenen Brechungsindex auf. Das heißt, das Filterelement ist beispielsweise nicht als Filterelement mit mehreren Schichten mit voneinander unterschiedlichen

Brechungsindizes aufgebaut, sondern das Filterelement ist mit einem im Rahmen der Herstellungstoleranz homogenen

Brechungsindex ausgeführt. Die filternden Eigenschaften des Filterelements gehen dann auf eine Absorption aufgrund der Bandlücke des verwendeten Verbindungshalbleitermaterials und nicht auf seine Eigenschaften als Interferenzfilter zurück. Insbesondere handelt es sich bei dem Filterelement in dieser Ausführungsform nicht um einen Bragg-Spiegel oder einen

Interferenzkantenfilter. Aufgrund der Tatsache, dass das Filterelement mit einem homogenen Brechungsindex ausgeführt werden kann, ist das Filterelement besonders einfach

herstellbar. Ferner ist es möglich, das Filterelement aus einem einzigen Verbindungshalbleitermaterial zu bilden, was die Herstellung des Filterelements weiter vereinfacht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das Filterelement als Schicht

gleichmäßiger Dicke ausgebildet. Die Dicke des Filterelements beträgt dabei insbesondere wenigstens 0,5 pm und insbesondere höchstens 3,5 pm. Wenn man davon ausgeht, dass das

Filterelement einen Absorptionskoeffizienten von zirka

1000/cm aufweist, so werden in einer Schicht der Dicke von 1 pm zirka 10 % der Intensität der schädlichen Strahlung bei einem Durchtritt durch das Filterelement senkrecht zur

Haupterstreckungsebene der Schicht absorbiert. Summiert über sämtliche Winkel, in denen Primärstrahlung durch das

Filterelement tritt, und unter Einbeziehung der

Mehrfachdurchtritte aufgrund von Totalreflexion an den

Strahlungsdurchtrittsflächen des Filterelements ergibt sich eine Absorption von zirka wenigstens 30 %. Falls eine größere Absorption von schädlicher elektromagnetischer Strahlung gewünscht ist, kann diese auf einfache Weise durch Erhöhung der Dicke des Filterelements eingestellt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt das Filterelement die

Strahlungsdurchtrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips vollständig. In diesem Fall tritt die gesamte vom

Lumineszenzdiodenchip im Betrieb emittierte Primärstrahlung durch das Filterelement. Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass das Filterelement die

Strahlungsdurchtrittsfläche, beispielsweise als Schicht, vollständig bedeckt. Ferner kann das Filterelement,

beispielsweise als Schicht, direkt auf der

Strahlungsdurchtrittsfläche angeordnet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt das Filterelement die freie Außenfläche des Lumineszenzdiodenchips vollständig. Die freie Außenfläche des Lumineszenzdiodenchips ist beispielsweise derjenige Teil der Außenfläche des Lumineszenzdiodenchips, der nicht einem Träger oder einem Anschlussträger zugewandt ist und/oder der nicht von Kontaktstrukturen bedeckt ist.

Beispielsweise ist die freie Außenfläche durch die dem Träger abgewandte Hauptfläche sowie die Seitenflächen des

Lumineszenzdiodenchips gebildet. Auch in diesem Fall kann das Filterelement beispielsweise als Schicht ausgeführt sein und insbesondere direkt auf der freien Außenfläche des

Lumineszenzdiodenchips aufgebracht sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das Filterelement elektrisch

isolierend ausgebildet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass die für das Filterelement verwendeten II- VI-Verbindungshalbleitermaterialien nominell undotiert sind. Das Filterelement kann in diesem Fall eine Doppelfunktion wahrnehmen: Zum einen weist das Filterelement seine optischen Eigenschaften zur Filterung schädlicher elektromagnetischer Primärstrahlung auf. Zum anderen kann das Filterelement als Passivierungsschicht des Halbleiterkörpers des

Lumineszenzdiodenchips Verwendung finden. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass auf weitere

Passivierungsschichten, die üblicherweise mit Materialien wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid gebildet sind, verzichtet wird .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil ein Konversionselement, das an der dem Lumineszenzdiodenchip abgewandten Seite des Filterelements angeordnet ist, wobei das Konversionselement zumindest einen Teil der elektromagnetischen Primärstrahlung, die vom

Filterelement durchgelassen wird, in elektromagnetische

Sekundärstrahlung einer anderen Wellenlänge umwandelt. Das Konversionselement umfasst dazu zumindest ein

Lumineszenzkonversionsmaterial. Beispielsweise ist das

Konversionselement dazu geeignet, höherenergetische

PrimärStrahlung in niederenergetischere Sekundärstrahlung umzuwandeln. Auf diese Weise kann vom optoelektronischen Halbleiterbauteil beispielsweise farbiges Licht oder weiße Mischstrahlung emittiert werden. Da das Filterelement

zwischen dem Lumineszenzdiodenchip und dem Konversionselement angeordnet ist, wird zumindest ein Teil der schädlichen UV- Strahlung der elektromagnetischen Primärstrahlung vom

Konversionselement ferngehalten. Für das Konversionselement können daher auch Lumineszenzkonversionsmaterialien

Verwendung finden, die durch UV-Strahlung geschädigt werden können. Insbesondere eignet sich das optoelektronische

Halbleiterbauteil dann auch zur Verwendung mit organischen Lumines zenzkonversionsmaterialien .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils steht das Filterelement in direktem

Kontakt mit dem Lumineszenzdiodenchip und/oder mit dem

Konversionselement. Das heißt, das Filterelement kann direkt auf dem Lumineszenzdiodenchip angeordnet sein und sich beispielsweise mit einem Verbindungshalbleitermaterial des Lumineszenzdiodenchips in direktem Kontakt befinden. In diesem Fall kann das Filterelement auch besonders gut als elektrische und/oder chemische Passivierungsschicht für den Lumineszenzdiodenchip Verwendung finden. Ferner ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass sich das

Filterelement mit dem Konversionselement in direktem Kontakt befindet. Beispielsweise kann zunächst das Filterelement auf die Außenfläche des Lumineszenzdiodenchips abgeschieden werden. Nachfolgend wird das Konversionselement auf die dem Lumineszenzdiodenchip abgewandte Außenfläche des

Filterelements abgeschieden. Auf diese Weise ist eine

besonders einfache und damit kostengünstige Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauteils ermöglicht. Ferner kann auf diese Weise ein besonders kompaktes optoelektronisches Halbleiterbauteil gefertigt werden. Insbesondere aufgrund des Filterelements ist es nicht notwendig, das Konversionselement in großem Abstand zum Lumineszenzdiodenchip anzuordnen, da schädliche UV-Strahlung bereits durch das Filterelement absorbiert wird. Das Konversionselement kann daher besonders nah am Lumineszenzdiodenchip, beispielsweise als dünne

Schicht, angeordnet werden, was die Herstellung eines

optoelektronischen Halbleiterbauteils besonders geringer Bauhöhe erlaubt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das Konversionselement als Schicht gleichmäßiger Dicke ausgebildet. Beispielsweise ist dann auch das Filterelement als Schicht gleichmäßiger Dicke

ausgebildet. In diesem Fall ist es möglich, dass das

Filterelement konform auf die Außenfläche des

Lumineszenzdiodenchips als Schicht abgeschieden ist und das Konversionselement konform als Schicht auf das Filterelement abgeschieden ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauteil einen Anschlussträger. Bei dem

Anschlussträger kann es sich beispielsweise um eine

Leiterplatte, eine bedruckte Leiterplatte, eine

Metallkernplatine, einen Leiterrahmen (englisch: Leadframe) , ein QFN-Gehäuse (engl.: Quad Fiat No Leads Package) oder dergleichen handeln. Der Lumineszenzdiodenchip ist an einer Montagefläche des Anschlussträgers angeordnet. Dabei ist es möglich, dass Bereiche der Montagefläche, die vom

Lumineszenzdiodenchip unbedeckt sind, vom Filterelement bedeckt sind. Das Filterelement kann auf diese Weise auch einen Schutz für den Anschlussträger darstellen.

Beispielsweise kann der Anschlussträger stellenweise mit einem Kunststoff gebildet sein, der unter der Einwirkung von UV-Strahlung vergilbt. Der Anschlussträger kann auch weitere Gehäuseteile, wie zum Beispiel eine Reflektorkavität aus einem KunstStoffmaterial umfassen, die ebenfalls durch das Filterelement vor schädlicher UV-Strahlung geschützt werden kann. Das Filterelement bedeckt dann auch Bereiche des

Anschlussträgers, die nicht vom Lumineszenzdiodenchip

abgedeckt sind und schützt daher diese Bereiche des

Anschlussträgers vor schädlicher UV-Strahlung. Dabei erfolgt ein Schutz nicht nur gegenüber der vom Lumineszenzdiodenchip im Betrieb emittierten Primärstrahlung, sondern

beispielsweise auch ein Schutz vor Sonnenlicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt das Konversionselement die freie Außenfläche des Filterelements vollständig. Das heißt, sämtliche Außenflächen des Filterelements, die unbedeckt sind, können vom Konversionselement bedeckt sein. Dies ist insbesondere auch in Bereichen des Filterelements möglich, die zum Beispiel direkt auf einer Montagefläche des

Anschlussträgers des optoelektronischen Halbleiterbauteils angeordnet sind. Beispielsweise kann bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauteils zunächst der

Anschlussträger mit darauf angeordnetem Lumineszenzdiodenchip mit dem Material des Filterelements beschichtet werden. Nachfolgend wird, ohne Verwendung einer zusätzlichen Maske, das Lumineszenzkonversionsmaterial des Konversionselements zur Bildung des Konversionselements abgeschieden. Auf diese Weise befindet sich Material des Konversionselements dann auch außerhalb des Lumineszenzdiodenchips. Beispielsweise aus nicht bedeckten Seitenflächen des Lumineszenzdiodenchips austretende elektromagnetische Primärstrahlung, die das

Konversionselement sonst nicht durchlaufen würde, kann auf seitlich vom Lumineszenzdiodenchip angeordnetes

Lumineszenzkonversionsmaterial des Konversionselements treffen und wird daher teilweise auch konvertiert. Auf diese Weise kann das sogenannte Bluepiping, also ein ungewollter Austritt von blauem Licht insbesondere an vom

Konversionselement nicht bedeckten Seitenkanten des

Lumineszenzdiodenchips, kompensiert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils wird das Filterelement durch Sputtern abgeschieden. Dabei kann auch eine Maske zur Abscheidung des Materials des Filterelements Verwendung finden. Ein

Abscheiden durch Sputtern erweist sich als besonders

vorteilhaft, da das Filterelement auf diese Weise in einer gleichmäßigen Schichtdicke besonders homogen und

kostengünstig hergestellt werden kann.

Ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass bei der

Abscheidung des Filterelements, zum Beispiel durch Sputtern, nur niedrige Prozesstemperaturen notwendig sind, sodass die Herstellung des Filterelements auch nach dem Aufbringen von Metallisierungen oder nach Verfahrensschritten wie Kleben, Sintern, Drahtkontaktierung (englisch: Wirebonding) oder eutektischem Waferbonden erfolgen kann, ohne dass eine Beschädigung der vorher hergestellten Verbindungen und

Strukturen bei der Herstellung des Filterelements erfolgt. Beispielsweise kann das Filterelement bei Temperaturen unterhalb von 150 °C auf den Lumineszenzdiodenchip

aufgebracht werden.

Ein weiterer Vorteil eines hier beschriebenen

optoelektronischen Halbleiterbauteils besteht darin, dass beispielsweise zum Umhüllen des Lumineszenzdiodenchips

Materialien wie Epoxidharze, hochbrechende Silikone oder Polycarbonate zum Einsatz kommen können, die UV-empfindlich sind. Dadurch kann auch die Emissionseffizienz des

optoelektronischen Halbleiterbauteils gegenüber üblichen optoelektronischen Halbleiterbauteilen gesteigert werden, da diese Materialien einen hohen Brechungsindex aufweisen und damit eine effiziente Lichtauskopplung aus dem Chip erlauben. Bei der Verwendung von herkömmlichen Materialien,

beispielsweise für das Umhüllungsmaterial des

Lumineszenzdiodenchips, wird deren Alterung reduziert und die Lebensdauer weiter erhöhter. Ferner erlaubt es das

Filterelement, andere Komponenten des optoelektronischen Halbleiterbauteils, wie beispielsweise Linsen oder andere optische Elemente, besonders nah am Lumineszenzdiodenchip anzuordnen. Dies erlaubt ein besonders kompaktes

optoelektronisches Halbleiterbauteil .

Im Folgenden werden hier beschriebene optoelektronische

Halbleiterbauteile anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen hier beschriebene

optoelektronische Halbleiterbauteile gemäß zweier

unterschiedlicher Ausführungsbeispiele in schematischen

Schnittdarstellungen . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als

maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere

Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die schematische Schnittdarstellung der Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen

optoelektronischen Halbleiterbauteils. Das optoelektronische Halbleiterbauteil umfasst einen Anschlussträger 5. Bei dem Anschlussträger 5 kann es sich beispielsweise um den Teil eines Gehäuses handeln, bei dem elektrisch leitende

Strukturen durch Leiterbahnen oder einen Leiterrahmen gebildet sind. Ferner kann es sich bei dem Anschlussträger 5 um eine Leiterplatte, zum Beispiel um eine bedruckte

Leiterplatte handeln.

Der Anschlussträger 5 umfasst eine Montagefläche 5a, auf der ein Lumineszenzdiodenchip 1 aufgebracht ist.

Der Lumineszenzdiodenchip 1 ist beispielsweise ein

Leuchtdiodenchip, der auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial basiert und der im Betrieb blaues Licht emittiert. Der Lumineszenzdiodenchip 1 umfasst eine Strahlungsdurchtrittsfläche 11, durch die im Betrieb im Lumineszenzdiodenchip 1 erzeugte elektromagnetische

Primärstrahlung diesen zumindest zum Teil verlässt.

Auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 11 in direktem Kontakt angeordnet befindet sich ein Filterelement 2. Das Filterelement 2 besteht aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial . Beispielsweise ist das

Filterelement 2 vorliegend mit einem undotierten Zng r 8 M< 30 , 2 gebildet. Das Filterelement 2 kann auf dem

Lumineszenzdiodenchip 1 aufgesputtert sein. Dazu kann

beispielsweise eine Maske Verwendung finden, um den

Kontaktbereich 7 zum elektrischen Anschließen des

Lumineszenzdiodenchips vom Material des Filterelements 2 freizuhalten. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist das Filterelement 2 eine gleichmäßige Dicke von beispielsweise 1 pm auf .

Das derart ausgebildete Filterelement 2 reduziert einen

Anteil der elektromagnetischen Primärstrahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von zirka 400 nm ungefähr um den Faktor 10. Insgesamt wird die Intensität des vom

Lumineszenzdiodenchip im Betrieb abgestrahlten Lichts jedoch nur um zirka 0,5 % verringert. An der dem Lumineszenzdiodenchip 1 abgewandten Seite des Filterelements 2 ist auf der freien Außenfläche 21 des

Filterelements 2 das Konversionselement 3 angeordnet, das die dem Lumineszenzdiodenchip abgewandte Fläche des

Filterelements 2 vollständig bedeckt. Das Konversionselement 3 wandelt einen Teil der durch das Filterelement 2 tretenden elektromagnetischen Primärstrahlung in Sekundärstrahlung um, sodass das optoelektronische Halbleiterbauteil beispielsweise weißes Mischlicht emittiert. Der Lumineszenzdiodenchip 1 ist am Kontaktbereich 7 über einen Kontaktdraht 6 mit dem Anschlussträger 5 elektrisch leitend verbunden. Sämtliche beschriebenen Komponenten sind vom Umhüllungsmaterial 4 umgeben, bei dem es sich beispielsweise um ein UV-empfindliches hochbrechendes Silikon handeln kann.

In Verbindung mit der Figur 2 ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist bei der Herstellung dieses optoelektronischen Halbleiterbauteils bei der Abscheidung des Filterelements und des Konversionselements keine Masken zum Einsatz gekommen.

Aus diesem Grund ist die gesamte freie Außenfläche 12 des Lumineszenzdiodenchips 1 von Material des Filterelements 2 und Material des Konversionselements 3 bedeckt.

Das heißt, der Lumineszenzdiodenchip 1 ist von einer einzigen konformen Filterbeschichtung umschlossen. Das

Konversionselement 3 folgt als Schicht dem Filterelement 2 konform nach.

Ebenso sind auch die vom Lumineszenzdiodenchip 1 unbedeckten Bereiche der Montagefläche 5a des Anschlussträgers 5 mit dem Filterelement 2 und dem Konversionselement 3 bedeckt. Auf diese Weise werden auch diese Bereiche des Anschlussträgers vor schädlicher UV-Strahlung geschützt. Das Material des Filterelements 2 bedeckt zudem auch Den Kontaktdraht 6 und den Kontaktbereich 7 zum elektrischen Anschließen des

Lumineszenzdiodenchips 1. Das Material des Filterelements 2 ist vom Material des Konversionselements 3 vollständig bedeckt .

Das Filterelement kann dabei insbesondere auch elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisen, sodass es eine Passivierung für den Lumineszenzdiodenchip und im Ausführungsbeispiel der Figur 2 auch für den Anschlussträger darstellt . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102013105798.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.